拔長
關注創建者：Hubert.Wang 創建時間：2016-12-01
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章節八、Simufact.forming14.0 芯棒拔長
Simufact.forming 成形參數： １）幾何模型：見CAD文件 ２）材料模型：DB.100Cr6_u ３）設備參數：詳見設備參數 ４）摩擦條件：bad 0.8 ５）溫度條件：模具溫度250℃，芯軸溫度500℃ 工件溫度1200℃ 環境溫度50℃ ６）其它邊界條件：彈簧released 剛度6KN/mm 初始力 200KN ７）網格劃分：sheetmesh ８）成形控制
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拔長的實例教程
本文主要介紹組合機身中的重要工裝構件——螺栓液壓拔長裝置。
機身結構形式
圖1所示為機身的結構形式。機身由橫梁1、立柱2、底座3組成，拉緊螺栓5貫穿于橫梁1、立柱2、底座3，上下結構用螺母4、液壓螺母6或拔長器鎖緊。螺栓5通過拉長，加熱等方式使拉緊達到1.5倍公稱噸位的預緊力，將橫梁1、立柱2、底座3組合成一體，保證了機身的剛度和穩定性。螺栓拔長預緊方式有以下3種：
圖1 機身結構形式
⑴工頻感應加熱螺栓。即用軟的橡皮絕緣線繞在螺栓中部，把對角兩根拉緊螺栓的加熱線圈接在一起，并接入交流電焊機的次極，通入工頻低壓大電流，幫助螺栓加熱伸長。這種結構目前已經很少采用。缺點是加熱時間長，效率低，另外橡皮絕緣線容易老化。
⑵液壓螺母（圖2）。液壓螺母充入高壓油后，螺母7提升使得螺栓伸長。當拉緊螺栓拉長到預緊力為1.5倍噸位后，在螺母7下面放入兩塊半圓形的墊片9，將油放出后工作完畢。該結構優點是時間短，工作效率高；缺點是工作空間大、液壓螺母造價高、使用時間長久后里面密封圈易老化損壞、拆卸困難，造成液壓螺母破壞。
圖2 液壓螺母
7-螺母 8-活塞 9-墊片
⑶液壓拔長器（圖3）。這是一套專用的拔長裝置，可用于相近噸位的壓力機安裝。它的工作原理與第二種相同，優點是將螺栓拔長后，擰緊螺母12，可將螺母10，底座11拆下，用于其他相近噸位的壓力機，可以重復使用。它的成本比液壓螺母低，也不用擔心密封圈老化損壞問題。缺點是在拔長處得空留一倍多螺栓的長度，預緊螺栓之后沒有得到有效地利用，浪費材料。目前國產化壓機組合機身普遍采用螺栓拉伸裝置，盡管液壓拔長器結構有所不同，但工作方式和原理是一樣的。
圖3 液壓拔長器
10-螺母11-底座 12-螺母
創新結構形式
本文重點介紹的結構如圖4所示。
展開 最近一段時間經常遇到人問我自由鍛拔長、擴孔等工藝采取什么樣的模擬軟件進行模擬比較好，其實選用什么軟件不重要，重要的是，你能否用這些軟件做出相應的東西。并且得出滿意的結果。通過計算結果對實際的工藝制定起到一定的指導。而仿真模擬在自由鍛方面起到的幫助作用尤為明顯，一些大型的自由鍛件往往都是好幾十噸，甚至上百噸。如果廢掉一個，光是材料的成本就是好幾百萬。還不說之前的鑄造、熱處理等工藝耗費的人力物力。因此在大型自由鍛件的實際生產之前，我們往往需要對工藝過程進行仿真模擬。但是現在的軟件很多，本來自由鍛就涉及到多工步的加工，往往是旋轉、進給、下壓等多個過程復合到一起的復雜過程，如果選擇通用的marc、abaqus、ansys等軟件，有限元模型的建立就比較復雜了。當然現在有很多專業的鍛造軟件也可以實現自由鍛的工藝仿真，可是這么多軟件，我們該如何選擇呢？到底選擇哪種軟件能滿足我們需要的功能呢？我們這里主要對simufact軟件自由鍛功能進行說明，其它的軟件平時用得也少，在自由鍛方面的功能相對較弱。就不做詳細描述了。大家有興趣可以自己摸索一下。 1、首先是最常見的自由鍛-拔長工藝 一般國內目前使用的設備多為一個操作機，兩個操作機的設備較為少見。而采用deform軟件的cogge模塊是無法實現一個操作機的自由鍛模擬。這就給廣大的工藝人員帶來了一定的麻煩，如果想用deform來對一個操作機的自由鍛過程進行模擬仿真，只能通過不斷地重新建模來一步步的對整個工藝進行模擬。這也是我個人比較推薦大家采用simufact軟件做自由鍛的原因之一。下面來看看simufact對一個操作機和兩個操作機自由鍛-拔長工藝的后處理動畫。
由圖可以看出，自由鍛拔長工藝不像傳統的模鍛工藝一樣，只需要一次下壓，自由鍛工藝過程復雜得多，一般在坯料溫降后，還需要重新加熱，然后再次進行拔長。
展開 最近一段時間經常遇到人問我自由鍛拔長、擴孔等工藝采取什么樣的模擬軟件進行模擬比較好，其實選用什么軟件不重要，重要的是，你能否用這些軟件做出相應的東西。并且得出滿意的結果。通過計算結果對實際的工藝制定起到一定的指導。而仿真模擬在自由鍛方面起到的幫助作用尤為明顯，一些大型的自由鍛件往往都是好幾十噸，甚至上百噸。如果廢掉一個，光是材料的成本就是好幾百萬。還不說之前的鑄造、熱處理等工藝耗費的人力物力。因此在大型自由鍛件的實際生產之前，我們往往需要對工藝過程進行仿真模擬。但是現在的軟件很多，本來自由鍛就涉及到多工步的加工，往往是旋轉、進給、下壓等多個過程復合到一起的復雜過程，如果選擇通用的marc、abaqus、ansys等軟件，有限元模型的建立就比較復雜了。當然現在有很多專業的鍛造軟件也可以實現自由鍛的工藝仿真，可是這么多軟件，我們該如何選擇呢？到底選擇哪種軟件能滿足我們需要的功能呢？我們這里主要對simufact軟件自由鍛功能進行說明，其它的軟件平時用得也少，在自由鍛方面的功能相對較弱。就不做詳細描述了。大家有興趣可以自己摸索一下。
1、首先是最常見的自由鍛-拔長工藝
一般國內目前使用的設備多為一個操作機，兩個操作機的設備較為少見。而采用deform軟件的cogge模塊是無法實現一個操作機的自由鍛模擬。這就給廣大的工藝人員帶來了一定的麻煩，如果想用deform來對一個操作機的自由鍛過程進行模擬仿真，只能通過不斷地重新建模來一步步的對整個工藝進行模擬。這也是我個人比較推薦大家采用simufact軟件做自由鍛的原因之一。下面來看看simufact對一個操作機和兩個操作機自由鍛-拔長工藝的后處理動畫。
由圖可以看出，自由鍛拔長工藝不像傳統的模鍛工藝一樣，只需要一次下壓，自由鍛工藝過程復雜得多，一般在坯料溫降后，還需要重新加熱，然后再次進行拔長。
展開 三、芯棒拔長
芯棒拔長屬于自由鍛的一種，主要用于大型管材粗加工。在芯棒拔長的模擬中難點主要在為一個多道次的往復過程。但是simufact軟件提供了芯棒拔長的設備，做起來很較為容易，但是有幾個需要注意的地方。
1、設備定義，參數主要都是和實際工藝相關的，如果是做這種工藝的，大家一看應該就能明白，如果看不懂，可以把軟件切換成繁體中文。意思也能明白的差不多了，如果還不明白，請參考simufact軟件安裝目錄下的Program Files\simufact\forming\11.0\doc文件夾下的simufact.forming_kinematics_11.0_en.pdf文件，里面對設備的參數含義做了詳細的說明，我這里就不一一解釋了。
2、需要在坯料中間插入一點，因為芯模帶動坯料旋轉需要這一點做基準點參考。
3、需要對芯模設定一個彈簧，芯模每次隨坯料下壓后，在彈簧的支撐下帶動坯料彈起。
4、注意采用kinematics里面的設備時，模型的中心點一般都有要求，芯棒拔長需要模型的幾何中心與芯棒的幾何中心重合。請大家在建模的時候注意。
如果大家有其它不明白的地方，歡迎留言討論哦。
展開 simufact自由鍛連續多工序拔長鐓鍛
該自由鍛過程分為26個道次，其中按照加熱-拔長-調轉鐓鍛-鐓鍛整鼓形-拔長（輕微倒棱）-均分-冷卻加熱-鐓鍛-翻轉90°整鼓形-拔長……逐道次壓下量翻轉成形
simufact自由鍛建模過程與其它成形基本類似，主要不同在于設備，simufat具有專門的自由鍛設備，方便設置夾持手的夾持關系和運動關系，鍛打次數和行程等運動控制。
simufact自由鍛使用模型可以完全和實際一樣的模具和夾持手，如下圖所示，也支持上砧為平砧，下砧為異形砧（帶有圓形凹槽）
simufact自由鍛設備參數定義：
1）砧子運動方向、運動速度定義，這里為一個定砧一個動砧
2）夾持手定義，定義夾緊方向，夾持長度，夾持深度等
3）道次參數定義，旋轉進給方式定義，
另外，工藝過程中，simufact可以支持熱處理工藝路線定義：
完整視頻可以在優酷視頻觀看下載：
http://v.youku.com/v_show/id_XMTg0MjU5NDY1Mg==.html
小木蟲：
http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=10863425&target=1
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拔長的最新內容
PART02
Simufact Forming：
鍛造工藝的“數字實驗室”
海克斯康Simufact Forming鍛造工藝仿真包括鐓粗、模鍛、拉伸、拔長、自由鍛、擠壓、輥鍛、線割、熱處理等工藝，能夠幫助用戶通過仿真的方式實現鍛造成形工藝虛擬試錯，通過對成形過程中材料流動、溫度、應力、應變、折疊缺陷、設備噸位、微觀晶粒等分析，幫助優化鍛造工藝。
PART02
Simufact Forming：鍛造工藝的“數字實驗室”
海克斯康Simufact Forming鍛造工藝仿真包括鐓粗、模鍛、拉伸、拔長、自由鍛、擠壓、輥鍛、線割、熱處理等工藝，能夠幫助用戶通過仿真的方式實現鍛造成形工藝虛擬試錯，通過對成形過程中材料流動、溫度、應力、應變、折疊缺陷、設備噸位、微觀晶粒等分析，幫助優化鍛造工藝。
拔長時壓下間隔時間為5 ～10s，拔長過程中不宜出現折疊缺陷，采用逐步送進的方式進行拔長，不允許在同一位置連續壓扁拔長。鐓粗和拔長的過程中可以翻面交替進行，為避免坯料和模具直接接觸和溫降過快，與油壓機接觸的坯料端面必須墊上石棉，如果石棉破碎或被壓成粉末狀應進行更換。鍛造的過程中如果出現裂紋、折疊等缺陷，應排除缺陷后再加熱進行鍛造，鍛造坯料修傷的寬深比大于10，圓滑過渡。
布爾運算設置流程
5、模具參考點停止控制
Cogging軸拔長的模具表面常為平面，而Swaging旋鍛模具往往是曲面，如下圖所示，上下、左右咬合的停止條件難以用平面距離確定，除了模具總行程外，新增了模具上選取參考點，控制每次咬合的停止。
鍛造變形采用兩次鐓粗、一次拔長，綜合鍛造比達到7.5。鐓粗鍛造比大于2.5，為了防止鋼錠的A 型偏析區撕裂產生裂紋，采用砧寬為850mm 的平砧進行雙面輾壓，每錘的壓下量控制在坯料高度的20%左右。鍛造拔長過程中，采用850mm 寬的上下平砧，采用寬砧強壓法拔長，每一道次的鍛造壓下量為坯料高度的20%。
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變形工藝
對于模具鋼的變形可以使用多種變形方式，冶金廠一般以拔長為主，對于大斷面的材或模塊，為了保證質量，有時采用鐓拔，即鐓粗與拔長相結合，這是增加鍛造比的主要方式。在變形過程中，應注意變形量的控制，對于如Cr12型的冷作模具鋼，每次的變形量不宜過大，以免出現裂紋。
圖9 彎曲連桿鍛造過程
(1) 拔長模膛：
它是用來減少毛坯某部分的橫截面積，以增加該部分的長度。拔長模膛分為開式和閉式兩種。
圖10 拔長模膛：(a)開式；(b)閉式
(2) 滾壓模膛：
它是用來減少毛坯某一部分的橫截面積，以增加另一部分的橫截面積，從而使金屬按鍛件形狀來分布。滾壓模膛分為開式和閉式兩種。
快速鍛造主要用于高合金材料和一般材料的拔長整形等。快鍛行程為30mm，快鍛頻率為90次/min。
2.2液壓系統設計
根據工藝要求，鍛壓機應具備如下動作要求:普通鍛造，快速鍛造，工作臺前進、后退，油液冷卻過濾系統。
泵站設計有5組定量泵，每組泵600mL/min，電機功率580kW。通過不同數量泵流量組合，滿足系統各個動作要求。液壓系統原理圖如圖1所示。
以我司的BJ1046 接頭產品為例(產品照片見圖1)，下料重0.8kg，鍛件重0.68kg，現有接頭產品的鍛造工藝為：1 人手工放料、中頻加熱、1 人空氣錘拔長、3 人終鍛成形、1 人切邊、成品輸送入筐，全線共6 人，生產節拍5 秒/件。生產效率較高，但人員太多，招工困難，工人成本較高。
優點：桿部拔長后，預終鍛桿部變形程度低，成形時材料流動距離短。
缺點：多增加一道拔長工序，多使用一臺設備及一個操作人員。制坯拔長后，桿部溫度下降多且快。
